OpenCVでの顔画像のトリミング・保存が失敗してしまう

Question

前提・実現したいこと

画像の顔の部分をトリミングして保存するという事をしてみたくて、他の方が公開されていたコードを使ってみたのですがエラーが出てしまい実行できません。何がいけないのでしょうか？
初歩的な質問だったら申し訳ありませんが、是非レクチャーお願いいたします。

発生している問題・エラーメッセージ

C:\Users\kiara\PycharmProjects\openCV\venv\Scripts\python.exe C:/Users/kiara/PycharmProjects/openCV/img_cuts.py
Namespace(cascade='alt', input_dir='./input/', min=80, move_dir='/done/', neighbors=2, scale=1.3)
Traceback (most recent call last):
  File "C:\Users\kiara\Anaconda3\lib\shutil.py", line 544, in move
    os.rename(src, real_dst)
FileExistsError: [WinError 183] 既に存在するファイルを作成することはできません。: './input/00000001.jpg' -> './input//done/'

During handling of the above exception, another exception occurred:

Traceback (most recent call last):
  File "C:/Users/kiara/PycharmProjects/openCV/img_cuts.py", line 124, in <module>
    shutil.move(FLAGS.input_dir + file_name, FLAGS.input_dir + FLAGS.move_dir)
  File "C:\Users\kiara\Anaconda3\lib\shutil.py", line 558, in move
    copy_function(src, real_dst)
  File "C:\Users\kiara\Anaconda3\lib\shutil.py", line 257, in copy2
    copyfile(src, dst, follow_symlinks=follow_symlinks)
  File "C:\Users\kiara\Anaconda3\lib\shutil.py", line 121, in copyfile
    with open(dst, 'wb') as fdst:
OSError: [Errno 22] Invalid argument: './input//done/'

Process finished with exit code 1

該当のソースコード

import cv2, os, argparse, shutil

# 切り抜いた画像の保存先ディレクトリ
SAVE_PATH = "./outputs/"

# 基本的なモデルパラメータ
FLAGS = None

# 学習済モデルの種類
CASCADE = ["default", "alt", "alt2", "tree", "profile", "nose"]

# 直接実行されている場合に通る(importされて実行時は通らない)
if __name__ == "__main__":
    parser = argparse.ArgumentParser()
    parser.add_argument(
        "--cascade",
        type=str,
        default="alt",
        choices=CASCADE,
        help="cascade file."
    )
    parser.add_argument(
        "--scale",
        type=float,
        default=1.3,
        help="scaleFactor value of detectMultiScale."
    )
    parser.add_argument(
        "--neighbors",
        type=int,
        default=2,
        help="minNeighbors value of detectMultiScale."
    )
    parser.add_argument(
        "--min",
        type=int,
        default=80,
        help="minSize value of detectMultiScale."
    )
    parser.add_argument(
        "--input_dir",
        type=str,
        default="./input/",
        help="The path of input directory."
    )
    parser.add_argument(
        "--move_dir",
        type=str,
        default="/done/",
        help="The path of moving detected files."
    )

# パラメータ取得と実行
FLAGS, unparsed = parser.parse_known_args()

# 分類器ディレクトリ(以下から取得)
# https://github.com/opencv/opencv/blob/master/data/haarcascades/
# https://github.com/opencv/opencv_contrib/blob/master/modules/face/data/cascades/

# 学習済モデルファイル
if FLAGS.cascade == CASCADE[0]:  # "default":
    cascade_path = "C:/Users/kiara/Desktop/opencv-master/data/haarcascades/haarcascade_frontalface_default.xml"
elif FLAGS.cascade == CASCADE[1]:  # "alt":
    cascade_path = "C:/Users/kiara/Desktop/opencv-master/data/haarcascades/haarcascade_frontalface_alt.xml"
elif FLAGS.cascade == CASCADE[2]:  # "alt2":
    cascade_path = "C:/Users/kiara/Desktop/opencv-master/data/haarcascades/haarcascade_frontalface_alt2.xml"
elif FLAGS.cascade == CASCADE[3]:  # "tree":
    cascade_path = "C:/Users/kiara/Desktop/opencv-master/data/haarcascades/haarcascade_frontalface_alt_tree.xml"
elif FLAGS.cascade == CASCADE[4]:  # "profile":
    cascade_path = "C:/Users/kiara/Desktop/opencv-master/data/haarcascades/haarcascade_profileface.xml"
elif FLAGS.cascade == CASCADE[5]:  # "nose":
    cascade_path = "C:/Users/kiara/Desktop/opencv_contrib-master/modules/face/data/cascades/haarcascade_mcs_nose.xml"

# カスケード分類器の特徴量を取得する
faceCascade = cv2.CascadeClassifier(cascade_path)

# 顔検知に成功した数(デフォルトで0を指定)
face_detect_count = 0

# 顔検知に失敗した数(デフォルトで0を指定)
face_undetected_count = 0

# フォルダ内ファイルを変数に格納(ディレクトリも格納)
files = os.listdir(FLAGS.input_dir)

# 成功ファイルを移動いない場合は、出力用のディレクトリが存在する場合、削除して再作成
if FLAGS.move_dir == "":
    if os.path.exists(SAVE_PATH):
        shutil.rmtree(SAVE_PATH)
    os.mkdir(SAVE_PATH)

print(FLAGS)

# 集めた画像データから顔が検知されたら、切り取り、保存する。
for file_name in files:

    # ファイルの場合(ディレクトリではない場合)
    if os.path.isfile(FLAGS.input_dir + file_name):

        # 画像ファイル読込
        img = cv2.imread(FLAGS.input_dir + file_name)

        # 大量に画像があると稀に失敗するファイルがあるのでログ出力してスキップ(原因不明)
        if img is None:
            print(file_name + ':Cannot read image file')
            continue

        # カラーからグレースケールへ変換(カラーで顔検出しないため)
        gray = cv2.cvtColor(img, cv2.COLOR_BGR2GRAY)

        # 顔検出
        face = faceCascade.detectMultiScale(gray, scaleFactor=FLAGS.scale, minNeighbors=FLAGS.neighbors,
                                            minSize=(FLAGS.min, FLAGS.min))

        if len(face) > 0:
            for rect in face:
                # 切り取った画像出力
                cv2.imwrite(SAVE_PATH + str(face_detect_count) + file_name,
                            img[rect[1]:rect[1] + rect[3], rect[0]:rect[0] + rect[2]])
                face_detect_count = face_detect_count + 1

            # 検出できたファイルは移動
            if FLAGS.move_dir != "":
                shutil.move(FLAGS.input_dir + file_name, FLAGS.input_dir + FLAGS.move_dir)
        else:
            print(file_name + ':No Face')
            face_undetected_count = face_undetected_count + 1

print('Undetected Image Files:%d' % face_undetected_count)

Answer 1

既に存在するファイルを作成することはできません。

原因は移動先にinput/done/00000001.jpgのファイルが存在するのが問題です。
※）どうしてこの事象が発生するのかは後述します。

対策としてはPath#replaceを使えばよいかと。
以下は未テストコードです。

from pathlib import Path

# 前略

# 成功ファイルを移動いない場合は、出力用のディレクトリが存在する場合、削除して再作成
if FLAGS.move_dir == "":
    if os.path.exists(SAVE_PATH):
        shutil.rmtree(SAVE_PATH)
    os.mkdir(SAVE_PATH)
else: # この行を追加
    move_dir = Path(FLAGS.input_dir, FLAGS.move_dir)
    # input/done ディレクトリの作成
    move_dir.mkdir(parents=True, exist_ok=True)

# 中略

# 集めた画像データから顔が検知されたら、切り取り、保存する。
for file_name in files:
    src_file = Path(FLAGS.input_dir, file_name)
    # ファイルの場合(ディレクトリではない場合)
    if src_file.is_file():
        # 画像ファイル読込
        img = cv2.imread(str(src_file))

        # 中略

            # 検出できたファイルは移動
            if FLAGS.move_dir != "":
                src_file.replace(move_dir / file_name)

※解説
Windowsではshutil.move()が内部で呼び出しているos.rename()がリネーム先ファイルが存在する時にOSErrorになる点が他のOS(macOS/Linux)と動作が違います。

File "C:\Users\kiara\Anaconda3\lib\shutil.py", line 544, in move
os.rename(src, real_dst)

憶測ですが、サンプルコード記載した人はMacOSかlinuxで動作テストを行い、質問者さんはWindowsで動作させたことでこの事象が発生したのではないかと。
Python言語においてクロスプラットフォーム環境でrename処理を行うにはos.replaceもしくはPath#replaceを使ってくださいな。

◆参考情報

• os.rename 太文字は引用者強調

Unixでは、dst が存在し、かつファイルの場合、ユーザーの権限があるかぎり**暗黙のうちに置き換えられます。**この操作は、一部の Unix 系システムにおいて src と dst が異なるファイルシステム上にあると失敗することがあります。ファイル名の変更が成功する場合はアトミック操作となります (これは POSIX 要求仕様です)。Windows では、dst がすでに存在する場合には、たとえファイルの場合でも OSError が送出されます。

• pathlib

Comments

[sahuransan]

詳しくとても丁寧な説明、ありがとうございました。OSの問題だとは考えもしていなかったので大変参考になりました。
テストコードを参考にして書き換えてみた所、今度は以下のようなエラー文が出たのですがこれはどういった意味でしょう？無知で申し訳ありません。

Traceback (most recent call last):
File "C:/Users/kiara/PycharmProjects/openCV/img_cuts.py", line 134, in <module>
src_file.replace(move_dir / file_name)
NameError: name 'move_dir' is not defined

[umyu]

@sahuransanさんへ
NameError: name 'move_dir' is not definedという変数が定義されていないというエラーです。
参考コードの上の方にmove_dir = Path(FLAGS.input_dir, FLAGS.move_dir)と書いてあるので、そちらも記載してくださいな。

[sahuransan]

記述の間違いはなくなっているとは思うのですが、何故か同じエラーが出てしまいます。以下、どこか間違っていますでしょうか？

# 成功ファイルを移動いない場合は、出力用のディレクトリが存在する場合、削除して再作成
if FLAGS.move_dir == "":
if os.path.exists(SAVE_PATH):
shutil.rmtree(SAVE_PATH)
os.mkdir(SAVE_PATH)
move_dir = Path(FLAGS.input_dir, FLAGS.move_dir)
# input/done ディレクトリの作成
move_dir.mkdir(parents=True, exist_ok=True)

print(FLAGS)

# 集めた画像データから顔が検知されたら、切り取り、保存する。
for file_name in files:
src_file = Path(FLAGS.input_dir, file_name)

# ファイルの場合(ディレクトリではない場合)
if src_file.is_file():

# 画像ファイル読込
img = cv2.imread(str(src_file))

# 大量に画像があると稀に失敗するファイルがあるのでログ出力してスキップ(原因不明)
if img is None:
print(file_name + ':Cannot read image file')
continue

# カラーからグレースケールへ変換(カラーで顔検出しないため)
gray = cv2.cvtColor(img, cv2.COLOR_BGR2GRAY)

# 顔検出
face = faceCascade.detectMultiScale(gray, scaleFactor=FLAGS.scale, minNeighbors=FLAGS.neighbors,
minSize=(FLAGS.min, FLAGS.min))

if len(face) > 0:
for rect in face:
# 切り取った画像出力
cv2.imwrite(SAVE_PATH + str(face_detect_count) + file_name,
img[rect[1]:rect[1] + rect[3], rect[0]:rect[0] + rect[2]])
face_detect_count = face_detect_count + 1

# 検出できたファイルは移動
if FLAGS.move_dir != "":
src_file.replace(move_dir / file_name)
else:
print(file_name + ':No Face')
face_undetected_count = face_undetected_count + 1

すいませんコピペしたらインデントがめちゃくちゃになってしまいました...

[umyu]

あ、ごめんなさい。回答コードがミスしてました。回答コードを修正しました。

[sahuransan]

ありがとうございます！！完璧に動きました！
本当に助かりましたm(_ _"m)

[umyu]

@sahuransanさんへ
問題が解決してよかったですー。